Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости спортсменов, занимающихся ушу

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости спортсменов, занимающихся ушу"

На правах рукописи

КУЗИКОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И СТАТОКИНЕТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ УШУ

03.03.01 — физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 2 ДЕК 2013

Челябинск 2013

005543372

005543372

Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ) (г. Челябинск)

Научный руководитель: Быков Евгений Витальевич, доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты: Камскова Юлиана Германовна, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой теоретических основ физической культуры ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»; Малафеева Светлана Николаевна, кандидат биологических наук, профессор, зав. кафедрой анатомии, физиологии и валеологии ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет» (г.Екатеринбург)

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет физической культуры и спорта» (г.Омск)

Защита состоится «27» декабря 2013 года в_ асов на заседании

диссертационного совета Д 212.295.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 69, ауд. 116.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».

Автореферат разослан «2-{о» ноября 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор биологических наук

П.А. Байгужин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время вопросы управления учебно-тренировочным процессом, спортивного отбора, выбора спортивной специализации, позволяющих спортсменам добиваться высоких результатов без ущерба для их здоровья, остаются одними из самых важных для каждого вида спорта. Высокий уровень спортивных достижений требует мобилизации физических, технических, психологических, функциональных возможностей спортсмена [М.М.Булатова, 1996; Дж.Х. Уилмор с соавт., 2001; В.Н. Платонов, 2004; Н.Д. Граевская с соавт., 2005; Ю.Г. Камскова с соавт., 2007]. Очевидно, что основой современной спортивной подготовки должен быть принцип адекватности тренировочной нагрузки функциональному состоянию спортсмена, т.е., ее индивидуализация.

Систематическая напряженная мышечная деятельность обусловливает комплекс ответных реакций, дифференцированных преобразований с формированием функциональных и структурных изменений, обеспечивающих адаптацию к специфике нагрузок в том или ином виде спорта в зависимости от направленности физических нагрузок, спортивного стажа, состояния здоровья, возраста занимающихся и других факторов [Ф.З. Меерсон с соавт., 1988; A.C. Солодков, 1990; А.Г. Дембо, 1991; Г.А. Макарова, 2003; Э.Р. Румянцева, 2005; Ю.Г. Камскова с соавт., 2007; Ю.В. Корягина, 2010 и др.]. Развитие тренированности представляет собой процесс, вмещающий несколько взаимозависящих друг от друга компонентов. Спортивная форма предполагает сбалансированность регулирующих систем, обеспечивающих гемодинамические, метаболические и энергетические реакции при мышечной деятельности [ATI. Исаев с соавт., 2004; Е.В. Октябрьская с соавт., 2004; В.Д. Соцькин, 2007; Ю.Л. Веневцева с соавт., 2011; О.Н. Кудря, 2013]. Повышение адаптационных резервов организма при занятиях спортом связано с улучшением интеграционных взаимосвязей внутри организма. Нагрузки, превышающие возможности спортсмена, особенно в сложно-координационных видах спорта, ведут к развитию утомления, что, прежде всего, сказывается на нарушениях техники (дифференцировки тонких движений), обусловленных процессами в ЦНС (центральный механизм утомления), рассогласованием стереотипа устойчивых механизмов регуляции [Э.В. Земцовский, 2008; A.M. Перхуров с соавт, 2008Б.А. Поляев с соавт., 2008; Л.Р. Шафикова, 2009].

3

В спортивной деятельности эффекты от мышечных и вестибулярных нагрузок часто суммируются и оказывают существенное влияние на его работоспособность, которая, в свою очередь, зависит от вегетативных реакций, в частности — сердечно-сосудистой системы [Е.В. Быков с соавт., 1998, 2005; A.M. Вейн, 2000; А.Д. Викулов с соавт. 2005; H.A. Агаджанян с соавт., 2006; Н.И. Шлык, 2009; С.П. Левушкин, 2011; К. Zlatev et al., 1989]. Вестибулярная (статокинетическая) устойчивость - способность точно и стабильно выполнять двигательные действия в условиях вестибулярных раздражений (кувырков, бросков, поворотов), что важно для спортсменов, имеющих нагрузки сложно-координационного характера [В.И. Лях с соавт., 2002; В.Н. Болобан с соавт., 2003; С.С. Слива с соавт., 2004; В.Л. Ботяев с соавт., 2011; Н.Д. Овчинников с соавт., 2011]. В комплекс углубленного медико-биологического обследования спортсменов, включая сборные команды России, входят оценка ССС, нервно-мышечного аппарата, системы дыхания, ЭЭГ, РЭГ [C.B. Ходарев, 2008], но при этом практически не используется оценка функционального состояния вестибулярного аппарата; малочисленны данные стабилометрических исследований у спортсменов, имеющих нагрузки сложно-координационного характера; нет работ, посвященных оценке взаимосвязей функционального состояния сердечнососудистой и вестибулярной систем.

Вышесказанное определяет актуальность комплексных исследований, направленных на поиск эффективных методов диагностики функционального состояния и механизмов регуляции деятельности ведущих систем организма спортсменов с различной направленностью физических нагрузок, что позволит повысить эффективность управления учебно-тренировочным процессом спортсменов.

Цель работы: выявить особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы, статокинетической устойчивости и их взаимосвязей в качестве критериев адаптации к физическим нагрузкам спортсменов высокой квалификации, занимающихся ушу.

Задачи исследования:

1. Оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и механизмов регуляции ее деятельности у спортсменов, занимающихся ушу.

2. Определить влияние занятий спортивным ушу на статокинетическую устойчивость спортсменов.

3. Выявить особенности взаимосвязей функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости спортсменов, занимающихся ушу, в зависимости от степени толерантности к гипоксии и активности сегментарного и надсегментарного уровней регуляции ритма сердца.

Научная новизна. Впервые определены особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости при адаптации к сложно-координационным физическим нагрузкам скоростно-силовой направленности спортсменов высокой квалификации, занимающихся спортивным ушу:

формирование эукинетического типа кровообращения с повышением сократительной функции и периферического кровотока, снижением частоты сердечных сокращений и артериального давления; повышение степени толерантности к гипоксии;

наличие у спортсменов высокой квалификации в состоянии покоя ненапряженного вегетативного баланса (ОНЧ<НЧ>ВЧ) и преобладание значимости сегментарного уровня регуляции ритма сердца, надсегментарного уровня и гуморально-метаболических факторов - в регуляции сократительной функции, тонуса крупных и мелких сосудов;

нормальный тип вегетативного обеспечения деятельности сердечнососудистой системы при ортопробе;

повышение статокинетической устойчивости с ростом спортивной квалификации спортсменов, степени толерантности к гипоксии и с преобладанием доли высокочастотных или низкочастотных колебаний в структуре медленноволновой вариабельности ритма сердца в состоянии покоя.

Теоретическая н практическая значимость исследования заключаются в расширении представлений об особенностях долговременной адаптации сердечно-сосудистой и нервной систем спортсменов, занимающихся ушу, к специфике применяемых физических нагрузок, что позволяет использовать полученные модельные характеристики сердечнососудистой системы, медленноволновой вариабельности показателей кардиогемодинамики, статокинетической устойчивости в коррекции учебно-тренировочного процесса, при осуществлении спортивного отбора и при оценке эффективности восстановительных мероприятий.

5

Полученные результаты используются в работе детско-юношеских спортивных школ г.г. Челябинска и Москвы; врачебио-физкультурных диспансеров для оценки функционального состояния систем организма спортсменов и результатов восстановительных мероприятий; в учебном процессе при преподавании курсов спортивной медицины, спортивной физиологии на кафедре спортивной медицины и физической реабилитации Уральского государственного университета физической культуры.

Положения, выносимые на защиту:

1. Повышение уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов при занятиях ушу определяется адаптационными перестройкамицентральной и периферической гемодинамики и механизмов регуляции их деятельности.

2. Уровень статокинетической устойчивости связан со степенью толерантности к гипоксии, активностью сегментарного уровня регуляции, спортивной квалификацией. Наиболее значимыми при оценке статокинетической устойчивости являются скоростные и векторные показатели (средняя линейная скорость, скорость изменения площади векторограммы, площадь эллипса), полученные при проведении функциональных проб с закрытыми глазами и «Мишень».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на V Международной научной конференции по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений СпортМед-2010 (Москва), III Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2010), I Российском конгрессе с международным участием «Медицина для спорта» (Москва, 2011), Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию факультета физической культуры и спорта Южно-Уральского государственного университета (Челябинск, 2011), И Всероссийской научно-практической конференции (Уфа, 2010), научных конференциях факультета физической культуры и спорта ЮУрГУ (Челябинск, 2012, 2013).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ (в том числе 5 в лицензированных ВАК изданиях).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 137 страницах печатного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, и списка литературы (цитируется 237 источников). Работа иллюстрирована 34 таблицами и 25 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Организация и методы исследования. Исследования проводились на базе детско-юношеской спортивной школы ГБОУ Центр образования «Московская экспериментальная школа» и научной лаборатории факультета физической культуры и спорта Южно-Уральского государственного университета (2010-2012 г.г.)

В исследованиях принимали участие спортсмены мужского пола 18-24 лет, занимающиеся ушу, со стажем тренировок более 5 лет, имеющие первый спортивный разряд и выше (основная гр., п=39). Все спортсмены имеют допуск врача к тренировкам, не имеют хронических заболеваний, систематически проходят медицинский осмотр в объеме врачебно-контролыюй карты физкультурника, форма №227 (2 раза в год). Обследованные спортсмены являются членами сборной России по ушу (мастера спорта и мастера спорта международного класса, п=17 - 1-я группа), либо кандидатами в сборную, победителями и призерами региональных и всероссийских соревнований (п=22 чел., 1-й разряд, кандидаты в мастера спорта - 2-я группа). Ведущие спортсмены, входящие в состав сборных команд России, тренировались по индивидуальной программе, предусматривавшей широкую вариативность тренировочных средств с привлечением акробатических и хореографшеских упражнений, стретчипга; в процессе тренировочных занятий осуществлялось «перераспределение» объема нагрузок на различные группы мышц во избежание переутомления с использованием идеомоторпых упражнений («психофизическое воздействие» на определенные группы мышц, непосредственно задействованных в осуществляемом или разучиваемом движении). Обследование проводилось в подготовительном периоде учебно-тренировочного процесса.

Группу контроля составили студенты мужского пола ЮУрГУ 18-22 лет, отнесенные к основной группе для занятий физической культурой, не занимающиеся в спортивных секциях (3-я группа, п-30).

В указанных группах был проведен комплекс исследований, включавших оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы, определение вегетативного статуса, активности различных уровней нейровегетативной регуляции деятельности ССС в покое (лежа) и при различных пробах (активная ортостатическая, проба Штанге), а также статокинетичсской устойчивости (пробы с открытыми глазами, с закрытыми глазами и «Мишень»).

Исследование показателей гемодинамики проведено методом импедансной реографии (сертифицированная компьютерная система «Кентавр» фирмы «Микролюкс», г. Челябипск) в горизонтальном и вертикальном положении (проба активного ортостаза). Показатели деятельности сердца представлены величинами ударного объема (мл), частоты сердечных сокращений (уд/мин.), минутного объема кровообращения (л/мин.), сердечного индекса (л/мин/м2), Хитер-индекса (ед.), фракции выброса (%). О степени напряжения работы и кислородном запросе миокарда судили по величине «двойного произведения». Показатели периферической гемодинамики и сосудистого тонуса определялись по величине амплитуды реоволны сосудов пальца стопы (АРП, мОм), диастолической волны наполнения сердца (ДВНС, мОм), значениям артериального давления (мм рт. ст.).

Проведен спектральный анализ медленноволновых колебаний ритма сердца, артериального давления, ударного объема, фракции выброса, амплитуды реоволны сосудов пальца стопы в четырех диапазонах спектра: ультранизкочастотном (УНЧ-колебания до 0,025 Гц); очень низкочастотном (ОНЧ, 0,025-0,075 Гц); низкочастотном (НЧ, 0,075-0,15 Гц); высокочастотном (ВЧ, 0,15-0,5 Гц). Запись велась на протяжении 500 кардиоциклов. Определялись в абсолютных единицах общая мощность и мощность колебаний в диапазонах спектра, а также процентный вклад каждой из четырех составляющих спектра; рассчитывались индекс централизации (ОНЧ+НЧ/ВЧ) и индекс вагосимпатического взаимодействия (НЧ/ВЧ) согласно рекомендациям (Heart rate variability, 1996; P.M. Баевскоий с соавт., 2003).

При исследовании вегетативной нервной системы определялись исходный вегетативный тонус и вегетативное обеспечение деятельности согласно рекомендациям A.M. Вейна (2000) и А.Д. Соловьевой с соавт.

(2000). Для оценки исходного вегетативного тонуса использованы показатели вегетативного индекса Кердо (ВИК) и индекса напряжения (ИН) по P.M. Баевскому.

Оценка статокинетической устойчивости проведена с помощью стабилоанализатора с биологической обратной связью «Стабилан-01» ЗАО «ОКБ «Ритм» (г. Таганрог). Характер движения тела в процессе поддержания вертикальной позы отражает векторный анализ статокинезиграммы. Для проведения его статокинезиметрический сигнал квантуется с частотой 40-50 Гц. С помощью векторного анализа вычисляются линейная и угловая скорости перемещения тела, период и амплитуда их вариации, а также коэффициенты асимметрии.

Исследование проводилось в 3 этапа по 30 секунд. Первые два этапа -это модернизированный тест Ромберга, адаптированный к методам компьютерной стабилографии; дается оценка реакции человека на ограничение потока внешней информации при закрытых глазах. На третьем этапе испытуемому следует удерживать маркер, отображающий центр давления испытуемого, в мишени на экране монитора.

Математическая обработка результатов исследования проводилась при помощи программного обеспечения Microsoft Excel 2003 и STATISTICA v.6 с использованием общепринятых методов вариационной статистики, корреляционного и факторного анализа [Г.Ф. Лакин, 1990]. Определение степени достоверности различий абсолютных показателей проводилось при помощи критерия Стьюдента (t), относительных показателей - по критерию Фишера (F). Различия считались статистически значимыми при р<0,05.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

При анализе показателей центральной гемодинамики у спортсменов по сравнению с нетренированными лицами и в зависимости от их квалификации были определены следующие особенности. В обеих группах спортсменов значения ЧСС находились на нижней границе нормы, что свидетельствует об экономизацпи деятельности ССС занимающихся ушу; брадикардия (ЧСС ниже 60 уд/мин.) установлена у 64% спортсменов 1-й группы и у 36% лиц 2-й группы (табл. 1).

По сравнению с группой контроля установлено повышение насосной функции сердца у занимающихся ушу на 15-20 мл (в 1-й группе около 20%, р<0,05 и на 25% во 2-й гр„ р<0,01).

Таблица 1

Показатели центральной гемодинамики у спортсменов (1-я и 2-я гр.) и лиц контрольной группы (3) в состоянии покоя (М±т)

Группа ЧСС, уд/мин. УО, мл САД, мм рт. ст. ДАД, мм рт. ст.

1 62,14*2,07 91,04±5,46 108,74±2,27 64,91±1,83

2 66,50±2,89 96,75±4,72 112,55±2,33

3 74,08±3,54 76,22±4,83 117,91±2,80 78,07±2,29

р 1-2 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05

р 1-3 <0,01 <0,05 <0,05 <0,001

р 2-3 >0,05 <0,01 >0,05 <0,01

Оценка индивидуальных значений МОК и сердечного индекса (СИ) позволила определить особенности распределения спортсменов по типам кровообращения (ТК). У спортсменов более высокой квалификации (1-я гр.) преобладал эукинетический ТК (70,5%), у остальных определен гипокинетический тип (29,5%), во второй группе также наибольшее число спортсменов имели эукинетический ТК (54,5%) и гипокинетический ТК (36,4%), у 9,1% лиц выявлен гиперкинетический тип кровообращения; в группе контроля представлены все типы кровообращения, соответственно: 40%, 36,7% и 23,3%. По данным А.Г.Дембо с соавт. (1986), Е.В.Быкова с соавт. (1998) гиперкинетический тип кровообращения требует больших энергозатрат и менее эффективен в гемодинамическом отношении, чем эу- и гипокинетический ТК.

Величины артериального давления у спортсменов обеих групп в состоянии покоя соответствовали значениям физиологической нормы для взрослых лиц, и при этом они были несколько ниже (р<0,05-<0,001), а показатели амплитуды реоволны сосудов пальца кисти (отражают величину периферического кровотока на различных участках сосудистого русла) -больше чем у сверстников, не занимающихся спортом.

Расчет показателя «двойное произведение» (ЧСС*САД/100), отражающего степень напряжения деятельности сердца, показал, что его

среднегрупповые значения составили у спортсменов 1 -й группы соответствовали «высокому уровню» (по Г.Л. Апанасеико, 2000), 2-й группы - уровню «выше среднего» и у лиц группы контроля - «среднему уровню» этого показателя (р<0,001 по сравнению с 1-й группой и р<0,01 по сравнению со 2-й гр.). Очевидно, степень экономизации функций сердца наиболее выражена у спортсменов высокой квалификации из сборной команды России.

Адаптация к физическим нагрузкам способствовала повышению толерантности к гипоксии - задержка дыхания на вдохе (проба Штанге) составила 88,24±2,93с и 81,41±3,03 с соответственно в 1-й и 2-й группе (в группе контроля - 58,72±3,56 с, р<0,001 по сравнению со спортсменами).

Переход в вертикальное положение (активная ортостатическая проба, АОП) привел к сдвигам ключевых показателей центральной и периферической гемодинамики, при этом в наименьшей степени они были выражены у спортсменов 1-й группы, что отражает высокий уровень функционального состояния ССС. В частности, у спортсменов этой группы в вертикальном положении были ниже показатели ЧСС, САД, ДАД и выше APIL чем в 3-й группе.

Снижение ударного объема в результате перераспределения кровотока при АОП было наиболее значительным у нетренированных лиц (составило около 26 мл, 34%), а наименьшим - у высококвалифицированных спортсменов (около 21 мл, 22,9% и 28,2% во 2-й гр.), что компенсировалось учащением сердечного ритма на 30,6%-32,6% (рис. 1).

Рис. 1. Динамика показателей ЧСС и ударного объема при проведении пробы активного ортостаза у спортсменов 1-й и 2-й групп и лиц группы контроля

(3).

Менее существенными были сдвиги систолического давлении (от снижения на 5-8 мм рт. ст. до повышения на 5-10 мм рт. ст.), более значимо изменялось диастолическое давление.

Количество лиц с дезадаптивными реакциями на АОП составило в 1-й группе 11,7%, во 2-й группе - 18,2% (у них выявлено избыточное вегетативное обеспечение деятельности со значительным повышением ЧСС - на 30 уд/мин. и более и систолического артериального давления до 20 мм рт. ст., этим спортсменам требуется коррекция учебно-тренировочного процесса) и 36,6% в группе контроля.

При оценке нейровегетативной регуляции ритма сердца (РС) в исходном положении наибольшая величина показателя общей мощности спектра (ОМС) была выявлена у спортсменов 1-й группы (р<0,01) и различия

определись вкладом колебаний в ВЧ-диапазоне спектра (рис. 2).

** ** ** **

Рис. 2. Относительная мощность колебаний показателя ритма сердца (в %) в диапазонах частот у спортсменов 1-й и 2-й 1руппы и лиц группы контроля (3-я гр.) в положении лежа.

Примечание: ** - достоверность различий показателей 1-й и 2-й гр. в сравнении с гр. 3 при р<0,01.

Соотношение активности уровней нейровегетативной регуляции РС в различных диапазонах спектра у спортсменов 1-й группы расценивалось как ненапряженный вегетативный баланс (НЧ>ОНЧ<ВЧ) и как напряженный вегетативный баланс в двух других группах.

Для оценки степени выраженности «централизации» управления ритмом сердца используют индекс централизации (ИЦ) и индекс ваго-симпатического взаимодействия (ИБС). Нами выявлено, что ИБС составил в

1-й группе 1,23±0,16 усл. ед. против 1,35±0,17 усл. ед. во 2-й и 1,73±0,19 усл. ед. в 3-й группе (р<0,05 по сравнению с 1-й гр.); ИЦ в 1-й группе был на 10% ниже (2,23±0:27 усл. ед.) ниже, чем во 2-й группе (2,49±0,30) и на 33% меньше, чем у лиц контрольной группы - 3,34±0,36 усл. ед. (р<0,05 но сравнению с показателями 1-й гр. и 2-й гр.).

При АОП отмечена тенденция к снижению ОМС (от 12% у спортсменов до 20% у нетренированных лиц), уменьшение вариабельности PC связано с изменением вегетативной регуляции - активизацией симпатического отдела ВНС; уменьшение общей мощности спектра при АОП было обусловлено почти двукратным снижением мощности высокочастотных колебаний (р<0,001) на фоне тенденции к возрастанию мощности флюктуации в других диапазонах спектра, прежде всего - в Нч-диапазоне. У спортсменов высокой квалификации степень симпатикотонии менее выражена (наибольшая доля НЧ-колебаний у нетренированных лиц -38,9%); после перехода в вертикальное положение ИВВ составил в 1-й группе 2,14±0,20 усл. ед., во 2-й группе - 2,49±0,23 усл. ед. и в 3-й группе увеличился в 2 раза - до 3,34±0,32 усл. ед. (р<0,05 по сравнению с группами спортсменов) - у них значимое влияние на вариабельность PC оказывали надсегментарные структуры - доля ОНЧ-колебаний превышала 40%, что расценивается как напряжение механизмов адаптации, либо как гиперадаптивная реакция на функциональную пробу (P.M. Баевский, 2003; А.Н. Флейшман, 2009). Значения ИЦ в 1-й группе составили 4,23±0,37 усл. ед., во 2-й группе 5,15±0,40 усл. ед. и в 3-й гр. -6,70±0,52 усл. ед. (р<0,001 по сравнению с 1 -й гр. и р<0,05 по сравнению со 2-й группой).

Инотропная функция сердца у спортсменов определяется комплексом механизмов регуляции: гуморальных факторов, влиянием надсегментариых (ОНЧ-колебания) и сегментарных структур (НЧ-колебания) ВНС. Относительная мощность колебаний у лиц 1-й и 2-й группы ОНЧ- и НЧ-диапазонах спектра была на 15-30% больше, чем в группе контроля (р<0,05-<0,001), отражая вклад гуморально-метаболических и надсегментариых факторов регуляции инотропной функции, составлявших суммарно более

80% величины ОМС; следовательно, для занимающихся ушу характерным является превалирование надсегментарного уровня регуляции инотропной функции (ОНЧ-колебания) как одна из особенностей долговременной адаптации к нагрузкам скоростно-силовой и сложно-координационной направленности. При ортопробе у спортсменов ведущими факторами регуляции сократительной функции сердца выступает более широкий круг регуляторных механизмов: симпатический отдел ВНС (диапазон НЧ-колебаний), гуморально-метаболические и интракардиальные факторы (УНЧ- и ОНЧ-диапазоны) (рис. 3).

01-я гр.

02-я гр. НЗ-я гр.

Рис. 3. Процентное распределение общей мощности спектра ударного объема по диапазонам частот у спортсменов (1-я и 2-я гр.) и лиц контрольной группы (3-я гр.) в положении стоя.

Примечание: * - достоверность различий показателей 1-й и 2-й гр. в сравнении с гр. 3 при р<0,05, ** - при р<0,01 и *** - при р<0,001.

Степень активизации симпатического отдела ВНС при АОП у спортсменов была менее выраженной по сравнению с нетренированными лицами - у нетренированных лиц величина УО в вертикальном положении была связана преимущественно с активизацией симпатического отдела ВНС и включением барорефлекторных механизмов.

С ре дне-динамическое артериальное давление является одной из наиболее стабильных величин системной гемодинамики: достоверно значимых различий ОМС между показателями групп сравнения в состоянии покоя нами не было выявлено. Однако анализ нейровегетативной регуляции СрАД показал, что у спортсменов по сравнению с группой контроля в регуляции тонуса крупных сосудов выше вклад надсегментарного уровня

рехуляции - у них нами выявлены более высокие суммарные показатели относительной мощности ОНЧ и УНЧ-колебаний (более 75%). Переход в вертикальное положение привел к значительному снижению ОМС только в 3-й группе (до 9,74±1,22 усл. ед., р<0,01), что было связано с почти двукратным уменьшением активности гуморалыю-метаболических факторов регуляции. У спортсменов изменения носили характер тенденции к снижению ОМС и мощности УНЧ- и ОНЧ-колебаний (в пределах 20-30%), что обеспечивало сохранение тонуса крупных сосудов и поддержание его стабильности при изменении положения тела. Мы это расцениваем как значимый фактор адаптации к сложно'-координационным нагрузкам при занятиях ушу и высокий уровень функционального состояния ССС -поддержание среднединамического АД обеспечивалось меньшим напряжением регуляторных механизмов.

Спектральные характеристики АРП в положении лежа существенно различались: у спортсменов (1-я и 2-я гр.) ОМС и мощность очень низкочастотных колебаний имели тенденцию к повышению на 20-25% по сравнению с группой контроля, выше доля колебаний в ультра низкочастотном диапазоне спектра, отражающих уровень влияния на периферический кровоток гуморалыю-метаболических и местных факторов регуляции. Значения отдельных спектральных характеристик АРП в вертикальном положении в порядке их ранжирования отражают более высокий уровень активности гуморально-метаболических факторов регуляции у спортсменов 1-й группы по сравнению с лицами контрольной группы (р<0,05-0,01 в диапазонах УНЧ- и ОНЧ-колебаний); показатели спортсменов 2-й группы занимают промежуточное положение.

При анализе стабилометрических показателей нами было проведено сравнение между всеми обследованными спортсменами, занимающимися ушу (основная группа), и группой контроля, а также между спортсменами с учетом их квалификации.

Уровень статокинетической устойчивости (СКУ) существенно выше у спортсменов, что в наибольшей степени проявлялось в динамике при проведении функциональных проб (табл. 2).

Так, площадь эллипса (степень отклонения центра давления) у спортсменов была меньше, а коэффициент функции равновесия (КФР) -больше.

Таблица 2

Стабилографические показатели спортсменов и лиц контрольной группы (М±ш)

Показатели Группа Откр. глаза Закрытые глаза Проба «Мишень»

Площадь эллипса, мм" основная 57,67±6,92 116,45±13,70хх 75,31±9,86

контрольная 67,55±7,47 156,97±17,44*ххх 119,16±13,95*хх

Коэффициент сжатия основная 2,21±0.17 1,76±0,17 1,69±0,13х

контрольная 2,22±0,19 2,10±0,20 1,7б±0,16

Индекс скорости основная 5,08±0,47 7,23±0,75х 7,92±0,78хх

контрольная 5,73±0,63 8,94±0,90х 9,9б±0,98хх

Оценка движения основная 63,04±4,15 69,87±5,23 88,82±б,69хх

контрольная 66,29±5,22 70,29±5,94 92,43±5,53ххх

Ср.линейная скорость, мм/сек основная 8,16±0,73 11,51±1,29 12,06±1,18х

контрольная 8,52+0,69 12,22±1,23 12,72±1,22хх

КФР, % основная 87,94±2,38 81,07±4,41 80,75±3,53

контрольная 83,92±2,42 71,58±4,35х б9,62±4,16*х

Примечание: * - различия показателей основной и контрольной группы при р<0,05; х - различия внутригрупповых показателей при проведении проб в сравнении с исходными данными при р<0,05, хх - при р<0,01, ххх - при р<0,001.

У высококвалифицированных спортсменов (1-я гр.) СКУ не имел значимых различий со спортсменами более низкой квалификации при фоновом исследовании (в начале сборов), но к концу сборов определены достоверно значимые различия, определявшие менее существенное снижение СКУ в 1-й группе: по показателю скорости изменения площади статокинезиограммы во всех трех пробах (открытые и закрытые глаза, «Мишень») - был у них ниже, КФР в пробе «Мишень» - выше. Оценка стабилографических показателей дает основание сделать заключение о более высоком уровне функционального состояния ЦНС (в частности, вестибулярного анализатора) у спортсменов первой группы.

Нами были изучены особенности взаимосвязей функционального состояния ССС и СКУ у спортсменов с учетом толерантности к гипоксии, активности уровней нейровегетативной регуляции PC.

После проведения пробы Штанге (средний результат составил среди всех обследованных нами спортсменов 74,82±4,62 с, что расценивается как «высокий уровень» толерантности к гипоксии) нами было выделено 2 подгруппы спортсменов - с результатами пробы Штанге от 60 до 75 с (1-я подгруппа, 18 человек) и от 75 до 90 с (2-я подгруппа, 21 человек).

У спортсменов с более высоким уровнем толерантности к гипоксии (2-я подгруппа) в исходном положении выявлена тенденция к повышению ОМС ритма сердца за счет большей мощности колебаний в ВЧ-диапазоне спектра (р<0,05). При АОП определена тенденция к большей активности гуморальных и барорефлекторных факторов во 2-й подгруппе по сравнению с 1-й (судя но результатам оценки мощности колебаний в ОНЧ- и НЧ-диапазонах спектра - в пределах 10%), но относительная мощность этих колебаний, напротив, превалировала у спортсменов 1-й подгруппы - у них имеет место более выраженная централизация регуляции РС. Индекс централизации составил в 1-й подгруппе 5,34±0,46 усл. ед. против 4,10±0,35 усл. ед. во 2-й (р<0,05). Статистически значимых различий спектральных характеристик СрДД, ударного объема и периферической гемодинамики (показателя АРП) в группах сравнения выявлено не было. В то же время, число дезадаптивных реакций (по типу избыточного ВОД) составило в 1-й подгруппе 22,2% против 9,5% во 2-й. Следовательно, при повышении толерантности к гипоксии у спортсменов, занимающихся ушу, снижается степень напряжения механизмов регуляции РС при проведении функциональной пробы.

При сравнительной оценке СКУ в зависимости от результатов пробы Штанге также выявлено, что в 1-й подгруппе более значимы сдвиги при проведении функциональных проб: у них ухудшение СКУ определялось повышением скоростных и векторных показателей - средней скорости перемещения, скорости изменения площади статокинезиграммы и линейной скорости (р<0,05), во 2-й подгруппе увеличился только последний показатель, динамика сдвигов площади эллипса, нормированной площади и мощности векторограммы более выражена в 1-й подгруппе (р<0,01-0,001, а во 2-й подгруппе р<0,01).

Изучение показателей статокинезиграммы у спортсменов зависимости от активности уровней нейровегетативной рефляции РС показало, что преобладание ОНЧ-составляющей общей мощности спектра РС (активность

надсегментарных структур) негативно сказывается на СКУ: в этой подгруппе были наиболее высокие величины площади эллипса, нормированной площади и мощности векторограммы, средней скорости перемещения при проведенных нами пробах (табл. 3).

Таблица 3

Показатели статокинезиграммы у спортсменов с различным типом регуляции ритма сердца при проведении пробы с закрытыми глазами (М±т)

Показатели 1-я подгр. (ОНЧ) 2-я подгр. (НЧ) 3-я подгр. (ВЧ)

Средняя скорость перемещения ЦД, мм/сек 15,02±1,61 10,58±0,96* 10,15±1,10*

Скорость изменения площади статокинези-граммы, кв.мм/сек 16,90±1,85 10,13±1,68** 8,08±1,33**

Площадь эллипса, кв.мм 137,88±14,04 90,38±9,47* 87,41±8,16**

Нормированная площадь векторограммы, кв.мм/с 0,53±0,09 0,25±0,04* 0,27±0,07*

Средняя линейная скорость, мм/с 15,04±2,11 9,72±0,99* 9,81±0,97*

Мощность векторогр., кв.мм/с 6,25±0,98 2,90±0,55* 2,84±0,63*

Примечание: * - достоверность различий между показателями 2-й и 3-й подгруппы с показателями 1-й подгруппы при р<0,05; ** - при р<0,01.

При оценке особенностей спектральных характеристик показателей центральной и периферической гемодинамики спортсменов с различным уровнем статокинетической устойчивости было выделено также 2 подгруппы спортсменов - с показателями КФР выше средних величин (КФР>85,2%, п=20, 1-я гр.) и ниже средних величин (п=19, 2-я гр.). Достоверно значимых различий показателей медлешюволновой вариабельности РС нами не было установлено, но за счет того, что вклад ВЧ-модуляций в ОМС ритма сердца в 1-й подгруппе составил 28,62±0,75% против 25,39±0,69% во 2-й группе (р<0,01) и несколько ниже - ОНЧ-колебаний, у них вегетативный баланс определялся как ненапряженный, а во 2-й подгруппе как напряженный. При АОП в 1-й подгруппе сохранялась более высокая относительная мощность высокочастотных колебаний (18,23±1,10% против 14,30±0,97%, р<0,01), более низкие величины ИЦ (3,92±0,37 усл. ед. против 5,30±0,50, р<0,05) и ИВВ (1,98±0,21 усл. ед. против 2,71±0,26, р<0,05).

При анализе особенностей нейровегетативной регуляции сократительной функции сердца, тонуса крупных и мелких сосудов

установлено, что только при ортопробе имелись различия в регуляции АРП: доля ультра низкочастотных колебаний снизилась в 1-й подгруппе с 38,43±0,66% до 35,11 ±0,51% (р<0,001) и с 37,28±0,76% до 32,20±0,64% (р<0,001) во 2-й подгруппе, где она ниже, чем в подгруппе с более высоким уровнем СКУ (р<0,01). Также во 2-й подгруппе достоверно значимо снижение доли ОНЧ-колебаний по сравнению с исходной величиной (с 53,49±0,73% до 48,82±0,71%, р<0,001) и в обеих подгруппах почти в 2 раза повысилась активность симпатического отдела ВНС (доля колебаний низкочастотного диапазона спектра) - до 15,2% и 17,5% соответственно (р<0,001).

Факторный анализ веса показателей, полученных в ходе комплексной оценки, позволил ранжировать их следующим образом. Первый фактор -«регулягорный», поскольку он включает спектральные характеристики PC, УО, СрДД, АРП в положениях лежа и стоя, отражает ведущую роль регуляторных механизмов при адаптации спортсменов, занимающихся ушу, к сложно-координационным нагрузкам. Второй фактор -«гемодинамический» - представлен показателями МОК, ЧСС, индексом доставки кислорода (ИДК), сердечным индексом, отражает роль ССС в доставке кислорода к органам и тканям. Третий фактор - «статокинетической устойчивости» - включает различные показатели статокинезиграммы как с открытыми глазами, так и при пробах с закрытыми глазами и «Мишень». Четвертый фактор - «сосудистый» - включал показатели АРП, систолического и диастолического артериального давления.

Представленные результаты свидетельствуют не только о значимости состояния регуляторных механизмов для занимающихся ушу, но также отражают большую стабильность параметров СКУ спортсменов, что, на наш взгляд, отражает ее значение в обеспечении спортивной результативности при занятиях ушу и является особенностью адаптации спортсменов к специфике предъявляемых физических нагрузок в этом виде спорта.

В целом, функциональное состояние ССС и СКУ спортсменов, занимающихся ушу, находятся в тесной взаимосвязи и требуют тщательного контроля за их динамикой в ходе учебно-тренировочного и соревновательного процесса для оценки адаптации к физическим нагрузкам и своевременного осуществления коррекционных мероприятий.

ВЫВОДЫ:

1. Адаптация сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам у спортсменов, занимающихся ушу, сопровождается достоверно значимым повышением степени толерантности к гипоксии, формированием эукинетического типа кровообращения с увеличением ударного объема сердца и периферического кровотока, снижением тонуса крупных и мелких сосудов, брадикардией.

2. С ростом спортивной квалификации у спортсменов, занимающихся ушу, совершенствуются механизмы нейровегетативной регуляции деятельности центральной и периферической гемодинамики: в состоянии покоя определяется ненапряженный вегетативный баланс (ОНЧ<НЧ>ВЧ) с преобладанием активности сегментарного уровня в регуляции ритма сердца и надсегментарного уровня и гуморалыю-метаболических факторов - в регуляции сократительной функции, тонуса крупных и мелких сосудов.

3. При пробе активного ортостаза у спортсменов высокой квалификации определяется нормальное вегетативное обеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы, менее выражены сдвиги спектральных характеристик показателей центральной и периферической гемодинамики и меньше процент дезадаптивных реакций (11,7%) по сравнению с перворазрядниками и кандидатами в мастера спорта (18,2%).

4. При адаптации к физическим нагрузкам сложио-координациоиного характера значимое повышение статокинетической устойчивости связано с уровнем спортивной квалификации, степенью толерантности к гипоксии, акгивностыо сегментарных структур в регуляции ритма сердца и документируется снижением векторных и скоростных показателей статокинезиграммы (площадь эллипса, линейная скорость, скорость изменения площади статокинезиграммы, р<0,05) при «фоновом» исследовании (проба с открытыми глазами) и при пробах с закрытыми глазами и «Мишень».

5. По результатам факторного анализа веса показателей, полученных в ходе комплексной оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости, выделены следующие факторы: первый - «регуляторный», второй - «гемодинамический», третий -«статокинетической устойчивости», четвертый - «сосудистый».

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Кайкан С.М. Устойчивость к ортостатическому воздействию спортсменов с различным уровнем толерантности к гипоксии и гиперкапнии / С.М. Кайкан, М.М. Кузиков, К.Г. Денисов, Е.В. Быков // Теория и практика физической культуры. - 2011. - №4. - С. 27-29.

2. Зинурова, Н.Г. Показатели статокинетической устойчивости спортсменов при адаптации к сложно-координационным нагрузкам / Н.Г. Зинурова, К.Г. Денисов, М.М. Кузиков // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». - 2011. - Вып. 28. -№26(243).-С. 127-130.

3. Быков Е.В. Функциональное состояние спортсменов с различивши показателями качества функции равновесия / Е.В. Быков, М.М. Кузиков, Н.Г. Зинурова, К.Г. Денисов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». -2012. - Вып. 31. -№21 (280). - С. 22-25.

4. Зинурова Н.Г. Особенности статокинетической устойчивости спортсменов разных видов спорта / Н.Г. Зинурова, М.М. Кузиков // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». -2012. - Вып. 32. - №28 (287). - С. 118-120.

5. Быков Е.В. Функциональное состояние гемодинамики спортсменов высокой квалификации, занимающихся ушу / Е.В. Быков, М.М. Кузиков. A.B. Чипышев, Н.Г. Зинурова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». - 2013. - Т. 13. -№3. - С. 46-50.

Публикации в других изданиях

6. Быков Е.В. Особенности стабилографических показателей спортсменов различной квалификации на этапе подготовки к соревнованиям / Е.В. Быков, К.Г. Денисов, М.М. Кузиков // СпоргМед-2010: матер. V Междунар. науч. конф. по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений. - М., 2010. - С. 104-108.

7. Быков Е.В. Регуляция сосудистого тонуса у спортсменов, занимающихся ушу / Е.В. Быков, М.М. Кузиков, Н.Г. Зинурова // Адаптивная физическая культура, спорт и здоровье: интеграция науки и практики: сборн. тр. II Всерос. науч.-нракт. конф. - Уфа: РИД БашИФК, 2010. - Т. 1. - С. 103107.

8. Быков Е.В. Статокинетическая устойчивость и вегетативное обеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы спортсменов высокой квалификации, занимающихся ушу / Е.В. Быков, М.М. Кузиков. Н.Г. Зинурова // Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: матер. III Междунар. науч.-практ. конф. -Челябинск: ЧГПУ, 2010. - С. 218-220.

9. Кузиков М.М. Медлснноволновая вариабельность ударного объема у спортсменов с различным характером нагрузок / М.М. Кузиков, Н.Г. Зинурова, Е.В. Быков // Психолого-педагогические и медико-

биологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития: матер. Междунар. науч,-практ. конф. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2011. - Ч. 2. - С. 108-112. 10. Быков Е.В. Состояние функции равновесия у высококвалифицированных спортсменов с различной активностью уровней нейровегетативной регуляции ритма сердца / Е.В. Быков, М.М. Кузшсов, Н.Г. Зинурова // Медицина для спорта - 2011: матер. I Российского конгресса с междунар. участием. -М., 2011. -С. 73-77.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АОП - активная ортостатическая проба АРП - амплитуда реоволны сосудов пальца стопы ВОД - вегетативное обеспечение деятельности ВЧ - высокочастотные колебания частоты КФР - качество функции равновесия МОК - минутный объем кровообращения НЧ - низкочастотные колебания ОМС - общая мощность спектра ОНЧ - очень низкочастотные колебания САД - систолическое артериальное давление СИ - сердечный индекс СКУ - статокинетическая устойчивость ССС - сердечно-сосудистая система ТК - тип кровообращения УНЧ - ультра низкочастотные колебания УО - ударный объем ФВ - фракция выброса ХИ - Хитер-индекс

ЧСС - частота сердечных сокращений

Подписано в печать 26.11.2013 Формат 60x90/16. Объем 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1161 Бумага офсетная Отпечатано в типографии ГОУ ВПО ЧГПУ 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 69

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кузиков, Михаил Михайлович, Челябинск

ФГБОУ ВПО «ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРС ТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

КУЗИКОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И СГАТОКИНЕТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СПОРТСМЕНОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ УШУ

На правах рукописи

03.03.01 - физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Е.В. Быков

Челябинск 2013

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АРП - амплитуда реоволны сосудов пальца кисти

ВИК - вегетативный индекс Кердо

ВОД - вегетативное обеспечение деятельности

ВЧ - высокочастотные частоты

ДАД - диастолическое артериальное давление

ДП - двойное произведение

КФР - качество функции равновесия

НЧ - низкочастотные волны

ОМС - общая мощность спектра

ОНЧ - очень низкочастотные волны

САД - систолическое артериальное давление

СИ - сердечный индекс

СКУ - статокипетическая устойчивость

СрДД - среднединамическое артериальное давление

ССС - сердечно-сосудистая система

ТК - тип кровообращения

УНЧ - ультра низкочастотные волны

УО - ударный объем

УТП - учебно-тренировочный процесс

ФВ - фракция выброса

ХИ - Хитер-индекс

ЧСС - частота сердечных сокращений

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений 2

Введение 4

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНОВ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

9

1.1. Адаптация сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам скоростно-силовой направленности 9

1.2. Адаптация к физическим нагрузкам и активность уровней регуляции кардиогемодинамики 19

1.3. Адаптация к физическим нагрузкам и статокинетическая устойчивость

26

ГЛАВА 2. ОР1 А11ИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВА11ИЯ 38

2.1. Организация исследования 38

2.2. Методы исследования 39

2.3. Статистическая обработка материалов исследования 43

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 44

3.1. Оценка показателей сердечно-сосудистой системы спортсменов, занимающихся ушу 44

3.2. Оценка статокинетической устойчивости спортсменов, занимающихся ушу 71

3.3. Оценка взаимосвязей стаюкинетической устойчивости и функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов, занимающихся ушу 83 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105 ВЫВОДЫ 108 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 110

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В настоящее время вопросы управления учебно-тренировочным процессом, спортивного отбора, выбора спортивной специализации, позволяющих спортсменам добиваться высоких результатов без ущерба для их здоровья, остаются одними из самых важных для каждого вида спорта. Высокий уровень спортивных достижений требует мобилизации физических, технических, психологических, функциональных возможностей спортсмена [М.М. Булатова, 1996; Дж.Х. Уилмор с соавт., 2001; В.Н. Платонов, 2004; Н.Д. Граевская с соавт., 2005; Ю.Г. Камскова с соавт., 2007J. Очевидно, что основой современной спортивной подготовки должен быть принцип адекватности тренировочной нагрузки функциональному состоянию спортсмена, т.е., ее индивидуализация.

Систематическая напряженная мышечная деятельность обусловливает комплекс ответных реакций, дифференцированных преобразований с формированием функциональных и структурных изменений, обеспечивающих адаптацию к специфике нагрузок в том или ином виде спорта в зависимости oí направленности физических нагрузок, спортивного стажа, состояния здоровья, возраста занимающихся и других факторов [Ф.З. Меерсон с соавт., 1988; A.C. Солодков, 1990; А.Г. Дембо, 1991; Г.А. Макарова, 2003; Э.Р. Румянцева, 2005; Ю.Г. Камскова с соавт., 2007; Ю.В. Корягина, 2010 и др.]. Развитие тренированности представляет собой процесс, вмещающий несколько взаимозависящих друг от друга компонентов. Спортивная форма предполагает сбалансированность регулирующих систем, обеспечивающих гемодинамические, метаболические и энергетические реакции при мышечной деятельности [А.11. Исаев с соавт., 2004; Е.В. Октябрьская с соавт., 2004; В.Д. Сонькин, 2007; ЮЛ. Веневцева с соавт., 2011; O.II. Кудря, 2013]. Повышение адаптационных резервов организма при занятиях спортом связано с улучшением интеграционных взаимосвязей внутри организма. Нагрузки, превышающие возможности спортсмена, особенно в сложно-координационных видах спорта, ведут к

развитию утомления, что, прежде всего, сказывается на нарушениях техники (дифференцировки тонких движений), обусловленных процессами в ЦНС (центральный механизм утомления), рассогласованием стереотипа устойчивых механизмов регуляции [Э.В. Земцовский, 2008; A.M. Перхуров с соавт, 2008Б.А. Поляев с соавт., 2008; JI.P. Шафикова, 2009].

В спортивной деятельности эффекты от мышечных и вестибулярных нагрузок часто суммируются и оказывают существенное влияние на его работоспособность, которая, в свою очередь, зависит от вегетативных реакций, в частности - сердечно-сосудистой системы [Р..В. Быков с соавт., 1998, 2005; A.M. Вейн, 2000; А.Д. Викулов с соавт. 2005; H.A. Агаджанян с соавт., 2006; H.H. Шлык, 2009; C.I I. Левушкин, 2011; К. Zlatev et al., 1989J. Вестибулярная (статокинетическая) устойчивость - способность точно и стабильно выполнять двигательные действия в условиях вестибулярных раздражений (кувырков, бросков, поворотов), что важно для спортсменов, имеющих нагрузки сложно-координационного характера [В.И. Лях с соавт., 2002; В.Н. Болобан с соавт., 2003; С.С. Слива с соавт., 2004; В.Л. Ботяев с соавт., 2011; Н.Д. Овчинников с соавт., 2011]. В комплекс углубленного медико-биологического обследования спортсменов, включая сборные команды России, входят оценка ССС, нервно-мышечного аппарата, системы дыхания, ЭЭГ, РЭГ [C.B. Ходарев, 2008], но при этом практически не используется оценка функционального состояния вестибулярного аппарата; малочисленны данные стабилометрических исследований у спортсменов, имеющих нагрузки сложно-координационного характера; нет работ, посвященных оценке взаимосвязей функционального состояния сердечнососудистой и вестибулярной систем.

Вышесказанное определяет актуальность комплексных исследований, направленных на поиск эффективных методов диагностики функционального состояния и механизмов регуляции деятельности ведущих систем организма спортсменов с различной направленностью физических нагрузок, что

позволит повысить эффективность управления учебно-тренировочным процессом спортсменов.

Цель работы: выявить особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы, статокинетической устойчивости и их взаимосвязей в качестве критериев адаптации к физическим нагрузкам спортсменов высокой квалификации, занимающихся ушу. Задачи исследования:

1. Оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и механизмов регуляции ее деятельности у спортсменов, занимающихся ушу.

2. Определить влияние занятий спортивным ушу на статокинетическую усгойчивость спортсменов.

3. Выявить особенности взаимосвязей функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости спортсменов, занимающихся ушу, в зависимости от степени толерантности к гипоксии и активности сегментарного и надсегментарного уровней регуляции ритма сердца.

Научная новизна. Впервые определены особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы и статокинетической устойчивости при адаптации к сложно-координационным физическим нагрузкам скоростно-силовой направленности спортсменов высокой квалификации, занимающихся спортивным ушу:

формирование эукинетического тина кровообращения с повышением сократительной функции и периферического кровотока, снижением частоты сердечных сокращений и артериального давления;

повышение степени толерантности к гипоксии;

наличие у спортсменов высокой квалификации в состоянии покоя ненапряженного вегетативного баланса (ОНЧ<НЧ>ВЧ) и преобладание значимости сегментарного уровня регуляции ритма сердца, надсегментарного уровня и гуморально-метаболических факторов - в регуляции сократительной функции, тонуса крупных и мелких сосудов;

нормальный тип вегетативного обеспечения деятельности сердечнососудистой системы при ортопробе;

повышение статокинетической устойчивости с ростом спортивной квалификации спортсменов, степени толерантности к гипоксии и с преобладанием доли высокочастотных или низкочастотных колебаний в структуре медленноволновой вариабельности ритма сердца в состоянии покоя.

Теоретическая и практическая значимость исследования заключаются в расширении представлений об особенностях долговременной адаптации сердечно-сосудистой и нервной систем спортсменов, занимающихся ушу, к специфике применяемых физических нагрузок, что позволяет использовать полученные модельные характеристики сердечнососудистой системы, медленноволновой вариабельности показателей кардиогемодинамики, статокинетической устойчивости в коррекции учебно-тренировочного процесса, при осуществлении спортивного отбора и при оценке эффективности восстановительных мероприятий.

Полученные результаты используются в работе детско-юношеских спортивных школ г.г. Челябинска и Москвы; врачебно-физкультурных диспансеров для оценки функционального состояния систем организма спортсменов и результатов восстановительных мероприятий; в учебном процессе нри преподавании курсов спортивной медицины, спортивной физиологии на кафедре спортивной медицины и физической реабилитации Уральского государственного университета физической культуры. Положения, выносимые на защиту:

1. Повышение уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов нри занятиях ушу определяется адаптационными перестройками центральной и периферической гемодинамики и механизмов регуляции их деятельности.

2. Уровень статокинетической устойчивости связан со степенью толерантности к гипоксии, активностью сегментарного уровня регуляции,

спортивной квалификацией. Наиболее значимыми при оценке стагокинетической устойчивости являются скоростные и векторные показатели (средняя линейная скорость, скорость изменения площади векторограммы, площадь эллипса), полученные при проведении функциональных проб с закрытыми глазами и «Мишень».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на V Международной научной конференции по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений СпортМед-2010 (Москва), III Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2010), I Российском конгрессе с международным участием «Медицина для спорта» (Москва, 2011), Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию факультета физической культуры и спорта Южно-Уральского государственного университета (Челябинск, 2011), II Всероссийской научно-практической конференции (Уфа, 2010), научных конференциях факультета физической культуры и спорта ЮУрГУ (Челябинск, 2012, 2013).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ (в том числе 5 в лицензированных ВАК изданиях).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 143 страницах печатного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, и списка литературы (цитируется 237 источников). Работа иллюстрирована 34 таблицами и 25 рисунками.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНОВ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Адаптация сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам скоростно-силовой направленности.

Развитие энергетики мышечной деятельности представляет собой сложный, нелинейный, гетерохромный процесс, включающий кардинальные изменения в структуре и функциональных характеристиках мышечных волокон, перестройку ферментных систем, существенные изменения в деятельности вегетативных систем, обеспечивающих мышцы кислородом и субстратами, а также в работе регуляторных центров [В.Д. Сонькин, 2007].

Физическая активность человека складывается из двух разновидностей мышечной деятельности: динамической (перемещение тела в пространстве) и статической (поддержание позы); в реальной жизни мы имеем дело с сочетанием этих нагрузок. При изучении влияния на организм физических нагрузок выделяют тренировки на выносливость (преимущественно аэробного характера), силовые тренировки (также называют статическими, изометрическими, анаэробные, таких как борьба, тяжелая атлетика, или метания снарядов); большинство спортивных дисциплин в некоторой степени объединяют развитие выносливости и силы, а связанные с профессиональной подготовкой физиологические изменения представляют собой сложный комплекс центральных и периферических механизмов, работающих в структурных, метаболических и регуляторных уровнях [A.C. Солодков с соавт., 2000-2008; Дж. Уилмор с соавт., 2001, В.Н. Платонов, 2004; J.H. Wilmore et al., 2008].

Специфичность адаптации проявляется в том, что наибольшие изменения наблюдаются в тех органах и системах, которые вносят значительный вклад в достижение конечного приспособительного результата, прежде всего - со стороны ССС; главным и определяющим фактором в организации функций аппарата кровообращения является направленность тренировочного процесса - тем самым обеспечивается

принцип преимущественного структурного обеспечения систем, доминирующих в процессах адаптации [Ф.З. Меерсоп с соавт., 1988].

А.Г. Абаляи с соавт. (2011) указывают па то, что при осуществлении этапных обследований может быть выделено 11 групп показателей, отражающих аэробную и анаэробную подготовленность, развитие скоростно-силовых качеств, координационную подготовленность и т.д. Дж. Уилмор с соавт. (2001) также полагают, что многообразие физиологических сдвигов в организме спортсменов при осуществлении тренировочной деятельности предполагает разнообразие методов контроля, но при этом следует дать оценку наиболее важных параметров, определяющих спортивную результативность, а именно - ССС.

Сердце спортсмена в целом рассматривается как доброкачественное увеличение массы сердца, с конкретными морфологическими изменениями кровообращения и сердца, что представляет собой физиологическую адаптацию к систематическим тренировкам [A.C. Солодков с соавт., 2008]. Однако, клинический профиль сердца спортсмена значительно расширился за последние несколько лет в результате большёй доступности исследований: в больших популяциях хорошо подготовленных спортсменов систематически изучались эхокардиография, ЭКГ, сердечный магнитный резонанс, проводилось амбулаторное холтеровское мониторирование ЭКГ. Как следствие, появляется все большее признание того, что длительные физические тренировки приводят к ремоделированию сердца, в конечном итоге это может имитировать определенные патологические состояния с возможностью внезапной смерти или прогрессирования заболевания [Макарова Г.А. 2002, 2003; Земцовский Э.В., 2008; Abernethy W.B. et al., 2003; B.J. Marón, 2003, 2006; Pelliccia A. et al., 20051.

Спектр аномальных ЭКГ присутствует примерно у 40% подготовленных спортсменов, в 2 раза чаще у мужчин, чем у женщин, и в частности, у тех, кто участвует в тренировках на выносливость [Pclliccia А с соавт., 2000]. Наличие в состоянии покоя у спортсмена ЧСС ниже 50 уд/мин

расценивается как снижение адаптационных резервов организма и неблагоприятный прогностический признак [Т.В. Красноперова, 2005; И.В. Гуштурова с соавт., 2011]. Холтеровское мониторирование ЭКГ для подготовленных спортсменов документировало существование эктопий с частой экстрасистолией и сложными желудочковыми тахиаритмиями (в чом числе пароксизмальной желудочковой тахикардии) [Biffi А. с соавт., 2002, 2004]. Около 15% высококвалифицированных спортсменов имеют значительное увеличение полости ЛЖ, с конечно-диастолическими размерами >60 мм, аналогичным по величине при патологических формах дилатационной кардиомиопатии [Pelliccia А, с соавт. 1999, 2002; Marón BJ., 2003].

При прочих равных условиях лица с большим объемом полости левого желудочка, большей массой миокарда и большим ударным объемом крови выполняют одну и ту же статическую нагрузку в более экономном режиме, чем спортсмены с менее выраженными признаками «спортивного сердца», а тем более лица, не занимающиеся спортом (у спортсменов реже ЧСС, больше ударный объем крови). Учитывая, что периферическое сопротивление во время субмаксимальной статической нагрузки не изменяется по сравнению с условиями покоя [З.Б. Белоцерковский с соавт., 1999], можно заключить, что большие значения МОК у спортсменов при о/шой и той же ЧСС формируются за счет большего ударного объема крови, чем у нетренированных лиц.

В соответствии с физиологической классификацией физических упражнений «восточные» виды спорта относятся к группе ситуационных, сложно-координационных с наличием (нестандартных) движений. Спортивная деятельность в них характеризуется непостоянством условий выполнения, отсутствия стереотипн�